[发明专利]一种防污闪超高压绝缘材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电力设备技术领域，具体涉及一种防污闪超高压绝缘材料及其制备方法。

背景技术

近年来，我国电力事业发展迅速，电网系统运行电压等级不断提高，网络规模逐步扩大。建设超高压输电网络能够大幅度提升我国电网的输送能力，降低长距离电力输送损耗。与交流电技术相比，直流输电技术具有输送效率高、线路损失小、调节电流和改变功率传递方向方便、投资费用少，长度不受电容电流的限制、可作为两种电网的联接线、能降低主干线与电网间的短路电流、电晕无线电干扰小等优点。

超高或特高压输电网络是国家电网正在全力打造的智能电网的骨架和核心，更高的电压等级及直流输电对广泛应用于电气设备的绝缘材料的安全可靠性提出了重大挑战。高性能绝缘材料是构成高压、特高压输变电设备和网路的技术核心与关键，其电气性能的高低与稳定直接关系到了整个输电网络的电压等级与安全。

目前，挂网运行的环氧树脂绝缘材料体积电阻率偏低，特别在直流高压下，电荷长期积聚造成表面闪络；复合绝缘子伞裙材料与环氧树脂基棒芯界面黏接力差，易开胶破坏并导致芯棒的老化脆断；总耗损占电网总发电量10%左右的干式变压器，虽然采用了“薄绝缘”技术，甚至引入玻纤网格、石英粉等复合薄绝缘层，但仍没有解决脆、不耐疲劳及易开裂等根本问题；国内空气污染严重，气候条件复杂，作为电力安全头号大敌的输变电设备污闪防护依然任务艰巨。

发明专利CN101445627A公开了一种高压直流电缆绝缘材料及其制备方法，该发明采用的技术方案是，将100重量份的低密度聚乙烯，0.1~1重量份的抗氧剂，0.5~5重量份的马来酸酐，放入密炼机中混炼，然后再加入0.1~5重量份的交联剂混炼10~15分钟，得到高压直流电缆绝缘材料，该发明制备的绝缘材料可以有效提高高压直流电缆的力学性能和电气性能。发明专利CN103665525A公开了一种高压直流电缆绝缘材料，该发明包括：100份LDPE，1~2份CPE，0.5~1.5份BaTiO₃，0.6~1.5份导电钛酸钾晶须，1~2.5份交联剂，0.1~0.5份抗氧剂。用该材料制备的半导电聚烯烃屏蔽材料，具有超光滑表面特性，物理性能好，综合性能优异。但是这些材料不能很好的提高绝缘材料的防污闪性能。因此，研制高性能绝缘材料与增加设备的污闪防护能力，对建设安全可靠、稳定高效的直流超高压输变网络、提升我国输电水平和节省资源具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种防止污秽闪络、提高材料抗老化性能的超高压绝缘材料及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种防污闪超高压绝缘材料，包含的组分及其含量为：低密度聚乙烯100重量份，室温硫化硅橡胶0.5~5重量份，纳米SiO₂0.1~0.3重量份，纳米Mg(OH)₂、纳米Al(OH)₃和纳米SrCO₃混合物0.6~4.5重量份，相容剂0.1~1.5重量份，抗氧剂0.1~1重量份，交联剂1~5重量份。

优选的，所述低密度聚乙烯的密度为0.890~0.924g/cm³，熔融指数为1.9~20g/10min。

优选的，所述室温硫化硅橡胶为单组份室温硫化硅橡胶。

优选的，所述纳米SiO₂粒径为30~60nm。

优选的，所述纳米Mg(OH)₂、纳米Al(OH)₃和纳米SrCO₃混合物的粒径为50~100nm，所述纳米Mg(OH)₂：纳米Al(OH)₃：纳米SrCO₃的质量比为3:3:4。

优选的，所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯或马来酸酐接枝聚丙烯。

优选的，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂300、抗氧剂BBM或抗氧剂CA中的一种。

优选的，所述交联剂为过氧化二叔丁基或过氧化二异丙苯。

本发明还提供了上述防污闪超高压绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：

1）将0.5~5重量份室温硫化硅橡胶和0.1~0.3重量份纳米SiO₂加入转矩流变仪中，在140~180℃下混合20~35min，得到纳米SiO₂改性室温硫化硅橡胶；